北祁连大坂山地球化学特征及成矿预测硕士学位论文.doc

目录分类号 密级中 国 地 质 大 学（北京）工程硕士学位论文题 目北祁连大坂山地质地球化学特征及成矿预测英文题目Geological and Geochemical Characteristics of the Daban, Northern Qilian Mountains and Metallogenic Prediction声 明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签 名：日 期： 关于论文使用授权的说明本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签 名： 导师签名： 日 期： 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日中文摘要通过依托项目“青海省大坂山成矿带中西段15万水系沉积物测量”的实施和综合研究，获得了较丰富的化探资料。对15种元素进行了统计分析，基本阐明各元素富集离散特征和地球化学空间展布规律，利用R型聚类分析和因子分析，讨论了各元素之间的组合关系；结合构造、地层及成矿带特征，对该区主要成矿元素分布有了进一步认识，对区内基础地质研究、成矿远景有了进一步认识和见解，提高了本区地质及地球化学研究程度，为基础地质研究及其应用提供地球化学依据。根据异常分布和元素地球化学特征划分了找矿靶区，对区内找矿方向及主攻矿种进行了阐述。主题词：水系沉积物；地质特征；地球化学；成矿预测；祁连山AbstractThe thesis synthesizes abundant geochemical data by the supported project that 1 to 50 thousand stream sediment survey on the middle part and westward of the Daban Mountain metallogenic belt, northern Qilian, explain the character of enrichment and scatter of elements and geochemical space distribution regulation by statistical analysis of 15 elements, and summarize that the mainly ore-forming elements in the area are Au, Cu, Pb, W and Mo etc. elements. The thesis gets the further understanding of the distribution of the main ore-forming elements combined the structure stratum and the character of metallogenic belt, and delineates four metallogenic prediction areas, and improves the research degree of geology and geochemistry, and provides the geochemical basis for application and study of fundamental geology. The thesis divides seven prospects by the character of distribution of anomaly and geochemistry of element, and explains the prospect for direction and mainly minerals.Key words: stream sediment, geological characteristic, geochemical characteristic, metallogenic prediction, Qilian Mountain中国地质大学（北京）工程硕士学位论文目 录1 前言11.1 依托项目及论文选题11.2 地理位置及交通条件11.3 工作程度及存在问题21.3.1 以往地质工作21.3.2 以往工作评述31.4 本次实物工作量41.5 本次主要研究进展41.5.1 野外施工及验收情况41.5.2 取得的主要成果42 区域地质背景62.1 地层62.1.1 前寒武系大坂山群（AnZd）62.1.2 上奥陶统（O3）62.1.3 志留系（S）72.1.4 三叠系（T）72.1.5 侏罗系（J）82.1.6 第三系（N）82.1.7 第四系（Q）82.2 构造82.3 岩浆活动92.4区域矿产103 地球化学特征123. 1 景观地球化学特征123. 2 元素的富集和离散特征1233 地球化学异常分布特征204 典型矿床（红沟铜矿床）特征274.1 矿区地质简况274.1.1 地层274.1.2 侵入岩284.1.3 矿区构造284.2 矿床特征284.2.1 矿体特征284.2.2 矿石特征284.2.3 围岩蚀变294.3 矿床成因讨论295 区域成矿规律305.1 矿床时间分布特征305.2 矿床空间分布特征306 成矿预测326.1成矿预测的内容326.2 预测依据326.2.1成矿事实326.2.2成矿信息336.3预测方法336.4成矿预测区的划分原则和具体方案336.4.1成矿预测区分级原则336.4.2成矿预测区的划分方案347 找矿靶区优选415.1找矿靶区优选的原则415.2找矿靶区优选方案418 结 论43致 谢44主要参考文献45中国地质大学（北京）工程硕士学位论文1 前言1.1 依托项目及论文选题2005年，按照青海省有色地勘局的总体工作部署，青海田地球物理化学勘查股份合作公司承担了“青海省大坂山成矿带中西段150000水系沉积物测量”项目。为全面、系统、分析研究青海省大坂山成矿带有色、贵金属及相关矿产成矿规律、预测找矿远景区，优选找矿靶区，部署地质勘查工作，当时由我担任项目负责人，组成项目组。“青海省大坂山成矿带中西段150000水系沉积物测量”项目涉及的主要内容是开展15万水系沉积物地球化学测量，查明工作区有用元素富集与分散的地球化学特征。圈定异常区，并做出地球化学成矿的推断解释，编制相应的地球化学图件。对主要的地球化学异常进行检查工作，初步查明成矿有利地段和与成矿有关的地球化学信息，提出可进一步工作的铜、铅等有色金属找矿靶区。综合研究该区成矿地质环境、成矿规律、控矿因素，指导整个面上的找矿工作。提交可供进一步勘查的找矿靶区35处。经过项目组成员近两年时间的辛勤工作，建立异常卡片一份，编制完成了8个图幅中15个分析元素的单元素异常图124张（15万），青海省大坂山成矿带中西段地球化学测量成矿预测图（15万），青海省大坂山成矿带中西段Pb Ag Cu Zn As Sb Bi Hg 元素综合异常图（15万），青海省大坂山成矿带中西段Au W Mo Sn Ba Cr Mn元素综合异常图（15万）等综合图。编写完成了及相关附表。青海省大坂山成矿带中西段150000水系沉积物测量报告结束后，考虑借此把该报告进一步深化，一方面，依托项目完成硕士论文；另一方面，使之上升理论高度，对该区地质找矿方向进行初步探讨，指导野外生产实践。1.2 地理位置及交通条件研究区位于祁连山山系东段的大坂山山脉，呈北西西走向。总的地势是南高北低，西高东低，区内海拔一般在35004500米，最高海拔4515米，为湟水与大通河的分水岭，山区切割较深，一般相对高差600-1000米。雪线多在4200米以上，3600米以上的地带常发育岛状永冻层，形成满布池沼或湿地的特殊山区地貌景观。区内水系发育，属于外陆水系。均为近北东向或南北向，源于大坂山。其南北两侧分布着很多平行状的间隙性水沟与常年有水的支流。北坡水系主要为巴拉哈图沟、（上、中、下）多拉陇哇、克克赛沟、扎麻图、红沟及松树南沟，向北注入大通河；南坡水系主要有雪水沟、纳拉沟、察汗河，向南经北川河流入湟水。大坂山两侧的河流系由降水、地下水和冰雪融化水混合补给。研究区地处高寒山区，属高原大陆性气候，长冬无夏，春秋相连，旱季时间较长，雨季时间集中在每年68月间。冰冻期自当年10月末翌年5月，地面冰冻深度约1.52米左右。山的阴坡有永久冻土层。由于测区冰冻期较长，年平均气温低于0摄氏度，冬长夏短，昼夜温差悬殊。每年的59月间为从事野外工作的最佳时间。1.3 工作程度及存在问题1.3.1 以往地质工作 六十年代初期，到七十年代末期，先后完成了区内1500000和1200000万区域地质调查工作；1995年，青海省有色地质矿产勘查院分别对北祁连东段的门源和互助北山地区进行了150000卫星影像地质解译工作，工作面积12000平方千米； 物探工作在二十世纪六十年代中期至九十年代末，由原国家地质矿产部物化探大队先后进行了11000000区域重力调查及1500000航磁物探工作已覆盖全区； 1980年和1984年，青海省有色物探队在达坂山地区进行了150000磁法、电法测量工作，圈出磁异常32处、自电异常37处； 地球化学勘查工作由青海省化探队、物探队、区调队及地调院等不同单位，在不同时间开展了1200000以水系沉积物测量和重砂测量为主的地球化学勘查联测工作，已覆盖全区；1983年1986年，青海省有色物探队在达坂山成矿带局部地段开展了150000水系沉积物测量；1983年1985年，青海省有色七队开展了中南沟铅锌矿普查工作；1996年，青海省有色七队在大坡沟金矿点开展普查工作；1998年，青海省有色七队对中南沟-磨扇沟长约2.4千米的地段进行了揭露和稀疏控制。通过工作，新发现26条铅锌矿体，获得D+E级铅锌金属量5.07万吨，伴生银金属量39.9吨。 2004年2005年青海省有色七队在中南沟矿区及外围开展多金属矿普查，在金子沟的晚奥陶世浅变质泥岩（千枚岩）中发现1条含金构造蚀变岩带，圈出了1条金铜（银）矿体、2条铜矿体。1.3.2 以往工作评述研究区的地质找矿工作虽然经历了近五十年的几代人努力，但总体上工作程度仍较低，主要表现在以下几个方面：1、找矿工作程度不均衡。多拉陇哇地区、红沟至达坂山公路间，以及宝库地区工作程度较高，有中大比例尺的地质图，做过较大比例尺地质测量和物、化探扫面。其他地区工作程度较低，资料相对比较凌乱，均为中小比例尺地质图。矿带许多矿点的工作仍停留在六十年代找矿中的普查性质上，整个大坂山成矿带仍具有较大的找矿潜力；2、找矿阶段上处于低层次。国内外与该带相同类型矿床的勘查已普遍进入理论或模式找矿阶段，而大坂山目前仍处于露头找矿阶段，以物化探为主的找矿阶段仍处于尝试期，且找矿效果甚微。因此，在大坂山加强物化探工作和找矿模式研究，有可能取得找矿突破；3、 大坂山多金属成矿带是我省重要的多金属成矿带之一，该带复理石和细碧角斑岩建造发育，形成强烈变形的线型构造，具有明显的旋回特征，有广泛的中基性火山喷发和基性、超基性、中酸性岩浆侵入作用，具形成与火山作用有关的块状硫化物多金属矿床地质条件。该带地质勘查和研究程度不均一，矿带西段红沟松树南沟勘查程度已达详查，其余地区仅为普查或预查。中南沟及外围地区位于该带中东段，以往投入一定量的地质工作，但找矿方法手段选取单一，资源潜力未查明。尽管本区找矿前景较大，地质工作起步早，但层次低、思路单调、方法手段选择简单，综合研究分析相对滞后，成矿环境、控制因素、成矿机理的认识有待进一步提高；4、 该区处于有利的成矿地质构造背景，有着强烈的成矿作用和潜在的找矿价值，找矿前景较好。随着新理论、新方法、新技术的运用及综合地质找矿工作的开展，对该区地质特征及成矿规律等的认识将会进一步提高，在研究判断成矿模式的情况下，确定有效的找矿途径，合理部署各项地质工作，该区找矿工作将会有较大的进展。1.4 本次实物工作量本次研究工作所需基础数据全部应用了2005年水系沉积物测量结果。工作量统计表（表1-1）。表1-1 水系沉积物地球化学测量实物工作量统计表工作项目比例尺完成工作量备 注水系沉积物测量1500002173平方千米全部点位用GPS定位及航迹跟踪生产样品9981件平均采样密度为4.6/km2样品分析11086件分析项目：AuAgCuPbZnAsSbCrWSnMoBiHgBaMn1.5 本次主要研究进展1.5.1 野外施工及验收情况依托项目于2005年3月编写工作设计，经评审后，于5月初组队赴野外开展工作，并于9月底完成野外工作项目。经局地质处组织有关专家在中期阶段和全部野外工作结束后，对各项野外工作进行了全面检查验收，经综合各项检查指标评议后，认为局青色地地字（2005）53号批复中下达的野外工作量已全部完成，各项野外工作质量符合相关地球化学普查规范的要求，予以验收。2005年10月至翌年3月进行了资料整理及普查报告的编写工作，2006年12月提交待审地球化学普查报告稿及相应卡片和图件。1.5.2 取得的主要成果1、共划分出21处水系沉积物地球化学测量综合异常，其中甲1类综合异常1处，甲2类综合异常2处，乙1类综合异常3处，乙2类综合异常4处，乙3类综合异常3处，丙类综合异常7处，丁类综合异常1处。2、划分出成矿预测区4处，其中A级两处，B级2处；找矿靶区7处。51中国地质大学（北京）工程硕士学位论文2 区域地质背景本区大地构造位置处于北祁连板块内的北祁连缝合带与中祁连岛弧隆起带接壤的达坂山南缘断裂带两侧。以达坂山南缘断裂带为界，以北为北祁连缝合带，以南为中祁连岛弧隆起带。区内经历了大洋裂谷、板块拼合及碰撞造山、陆内盆岭分异和陆内裂谷叠置等成矿构造地质环境。其中奥陶纪被动陆缘裂谷阶段富钠的细碧-角斑岩系发育，形成火山喷流（气）沉积成矿系统中以火山岩为容矿主岩的VHMS矿床红沟铜矿。志留纪进入弧陆碰撞和陆陆碰撞在其挤压环境中形成大量的S型花岗岩及其有关的钨多金属矿。三叠纪为陆内盆岭分异和陆内裂谷叠置阶段，形成了煤等非金属矿产。2.1 地层主要分布寒武系、奥陶系火山岩及志留系碎屑沉积岩加少许火山岩地层。工作区北侧门源凹陷为二迭、三叠系及侏罗、第三系陆相碎屑沉积岩。2.1.1 前寒武系大坂山群（AnZd）主要分布于大坂山深大断裂带的南北两侧，与奥陶系呈断层接触，总厚约12570米。可分为两个组：下部（扎麻图组）主要为黑云斜长片麻岩、云母石英片岩；最上部为叶蜡石二云母石英片岩；中部石英云母片岩夹不纯灰岩与大理岩透镜体，下部主要为黑云母斜长片麻岩夹斜长角闪岩薄层或透镜体。并且在该组大理岩中赋存白钨矿。上部（巴尔哈图组）主要为黑云母斜长片麻岩夹较多斜长角闪岩，并夹厚达520米的大理岩、石英片岩等。2.1.2 上奥陶统（O3）分布广泛，为大坂山成矿带之主要含矿地层，呈北西向连续带状分布。主要分布在巴尔哈图至头塘沟一带，为一套富含钠质的细碧角班岩系，夹有灰岩及钙质绿泥片岩、碳质片岩等沉积岩。该套岩性属钙碱性火山岩系，可分为三个岩性段。1、第一岩性段（O31）：分布于大坂山成矿带之北侧，从拿子海峡缓坡沟松树南沟金矿中南沟铅锌矿人头沟一带。底部主要为一套沉积岩：砾岩、灰岩及砂岩、板岩。在缓坡沟松树南沟一带灰岩中含Catanipoca 、Menyuanensis rii、Favistolla、Sp(spinact)等珊瑚化石。其上为细碧岩（有的为细碧玢岩）及细碧质凝灰岩夹灰岩，顶部为石英角斑质凝灰岩夹细碧质凝灰岩及细碧岩。本岩性段具有两极分异特征，岩相上从西向东沉积岩增多，灰岩从含珊瑚化石到不含化石。头厂沟细碧岩中具典型的枕状构造，说明从西向东海水由浅变深。该岩性段控制了本区松树南沟金矿床、中南沟铅锌矿床；2、第二岩性段（O32）：以紫红色角班岩为主，以线状分布中心式喷发形式产处，集中分布于小红沟大坂沟、中南沟大坂山、冰沟沟脑一带。西部仅在拿子海峡处可见。底部及尖灭端为含角砾的角斑质凝灰岩，局部地段夹薄层灰岩；中部为角斑质集块熔岩，并夹少许角斑质凝灰岩；顶部为角斑质凝灰岩及灰岩并见铅锌矿化；3、 第三岩性段（O33）底部为细碧岩及细碧（玢岩）凝灰熔岩，中部为石英角斑凝灰岩，顶部为火山砾岩，细碧质凝灰岩，钙质片岩夹大理岩、碳质片岩等。本岩性段底部控制了红沟及松树南沟块状含铜黄铁矿床。2.1.3 志留系（S）主要分布于区内东部头塘沟、中大坂山一带。仅出露下统地层，与上覆及下伏地层呈断层或不整合接触，按岩性段可分为三段：下段：上部为石英砂岩夹砂质板岩，底部含巨砾砾岩；中段：灰黑色板岩夹薄层石英砂岩；上段：上部为厚层细砂岩与千枚岩板岩互层，下部为灰绿色细砂岩夹紫红色至灰黑色板岩，底部为灰白色石英砂岩或砾岩。 2.1.4 三叠系（T）本区分布较广，分布于工作区北部，与下伏地层呈不整合或断层接触。中、下统地层多分布于西部工作区，岩性为紫红色中粒云母长石石英砂岩，底部为灰白色砾岩。上统地层多分布于东部地区，可分为上下两段。下段：厚层状灰白色长石石英砂岩夹青灰色砾岩，其中夹有碳质页岩，含煤线及薄煤18层。多隆与克图煤矿即分布于本层中；上段：青灰色、灰白色砾页岩互阿层。2.1.5 侏罗系（J）仅见于铁迈及瓜拉村，为山间盆地相，与下伏三叠系呈假整合接触，铁迈一带则与三叠系呈角度不整合接触，主要为中下统地层，瓜拉村可分为两部分：下部：为灰绿色砾岩夹砂质粘土含煤两层；上部：为绿色油页岩、粘土岩夹砂岩，含透镜状煤层。2.1.6 第三系（N）多分布于东部地区，与下伏地层呈不整合接触，为湿热气候条件下形成的山麓相碎屑堆积，岩性为紫红色砂岩夹砾岩，底部有一层黄褐色、紫红色砾岩。2.1.7 第四系（Q）主要为山麓堆积、冲积层和冰积层。在红沟地区冲积层中含少量的砂金及其它重矿物。2.2 构造区域褶皱构造主要表现为达坂山复式向斜，轴向NWW-SEE，主要由上奥陶统海相火山岩和火山碎屑岩构成，其中夹有少量的滨-浅海相沉积岩，中南沟一带为复式向斜的北东翼，地层倾向南西，倾角50-80，尽管受到后期多次构造运动的影响，但次级褶皱仍不发育，该复式向斜受达坂山南、北缘两条深大断裂的控制，已知矿产绝大多数均分布于向斜的两翼。区域断裂构造以走向断裂为主，横向断裂次之，走向断裂以达坂山南、北缘两条深大断裂为代表，构成了本区基本构造格架，并控制了奥陶系及加里东期（少量海西期）岩浆活动和矿化分布。达坂山南缘走向深大断裂为中祁连与北祁连的分界线，它切穿了陆壳基底，是晚奥陶世岩浆活动的通道，它产生于加里东期并强烈活动，在以后各期构造活动中均有复活，具长期性和继承性两大特点。它将前寒武系推覆于上奥陶统之上，并使充填于其内的侵入岩产生糜棱岩化，该断裂在区内延伸约40km，东西两端延伸到区外，断裂走向东部为北西西向，西部为北西向，倾向南西，倾角45-60。达坂山北缘走向深大断裂是奥陶系与前寒武系、三叠系的分界线，与达坂山南缘走向深大断裂相伴出现。该断裂产生于加里东晚期，海西期产生拉张活动并发育中酸性侵入岩，印支期活动较弱，燕山期活动强烈，将断裂南部地层推覆于北部地层之上，表现为明显的逆掩性质，燕山末期，断裂活动结束。该断裂在本区延伸约35km，东西两端延至区外，断裂走向总体为北西向，倾角30-60。横向构造：规模较小，延伸一般2-5km，走向以北北东向为主，北东向和北西向较少，该组断裂表现为平移性质，极少数为推覆性质，常破坏了上奥陶统在走向上的连续性，横向断裂产生于印支期和燕山期。2.3 岩浆活动 区域岩浆活动频繁且强烈，从侵入到喷出，从基性到酸性至碱性岩均有发育。火山活动主要发育在早、晚奥陶世，前者为基性火山熔岩，后者为基性-酸性火山熔岩和火山碎屑岩。根据红沟、松树南沟、中南沟地区地层的研究、对比将晚奥陶世火山岩初步划分为三个火山喷发旋回（、），红沟地区仅见第喷发旋回，而松树南沟、中南沟地区普遍发育、喷发旋回，、喷发旋回之间的关系不太明显，还有待继续研究。第喷发旋回经历了沉积-爆发-喷溢-沉积的发展过程，厚度640-1730m，岩性有灰岩、大理岩、砾岩、千枚岩、页岩、细碧岩、细碧玢岩、角斑岩、角斑质火山砾岩、细碧玢岩凝灰岩、凝灰岩、石英角斑凝灰岩等，金子沟金铜矿、中南沟铅锌矿、松树南沟金矿形成于该旋回。第喷发旋回经历了沉积-喷溢-爆发-沉积的发展过程，厚度960-1240m，其产物为灰岩、大理岩、钙质页岩、钙质砂岩、砂岩、砾岩、角斑质火山砾岩、石英角斑岩、石英角斑凝灰岩、细碧岩、细碧玢岩等，在灰岩局部见有铅锌矿化和铜矿化、硅质砾岩中见有黝铜矿和孔雀石。第喷发旋回，厚度381-1405m，变质较深，岩性有含砾角斑岩、角斑凝灰岩、石英角斑凝灰岩、细碧玢岩、细碧岩、火山砾岩等，红沟铜矿赋存于该旋回之细碧岩和细碧玢岩中。区域深成-中深成-浅成-超浅成侵入岩均有出现，岩性从超基性-基性-中基性-中性-中酸性-酸性-碱性均有分布，时代从加里东-海西-印支期均有发育。加里东期侵入岩主要分布于奥陶系火山岩中，受断裂控制较明显，从酸性-基性均有发育，但以中-中酸性最为发育，岩石类型主要有蚀变闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩等。超基性岩体主要分布于茅山沟脑一带。海西期未见火山岩，仅见不规则灰-肉红色斑状花岗闪长岩，分布于松树南沟北部的断裂附近（松树南沟岩体）。印支期侵入岩呈岩株或岩脉产出，岩性为花岗岩，规模较大的有扎麻图岩体和中南沟岩体。2.4区域矿产区域已知的金属矿种以金、铜、铅、锌、银、铬为主，稀有金属为铌、钽，可燃有机矿主要为煤等。已知铜矿（床）点11处（巴拿图铜矿点、拿子海峡铜矿点、拿子海峡东岔下游铜矿、红沟铜矿床、松树南沟铜矿床、天生圈铜矿点、纳拉沟铜矿点、达坂山铜矿点、下白土沟铜矿点、乌保土铜矿点、宝库铜矿点等），其中红沟铜矿床、松树南沟铜矿床具有一定的工业价值。金矿床2处（松树南沟金矿、巴拿图金矿床），金矿点1处（大坡沟金矿点），金铜矿点1处（金子沟金铜矿点）、铅锌矿点2处（纳拉沟铅锌矿点、中南沟铅锌矿点）（图2-1）。图2-1 区域地质矿产图1、第四系残坡积物；2、渐新世紫红色砂岩、砾岩；3、侏罗纪砂岩、粉砂岩；4、三叠纪砂岩、砾岩夹板岩；5、早志留砂岩、砾岩及板岩夹安山岩；6、晚奥陶砂岩、灰岩、千枚岩、片岩、角闪岩及火山碎屑岩；7、古元古代角闪岩、片岩及片麻岩；8、花岗岩；9、白云母花岗岩；10、石英闪长岩；11、闪长岩；12、石榴石黑云母花岗岩；13花岗闪长岩；14、角闪正长岩；15、钠长斑岩；16、斑状钾长花岗岩；17、基性岩；18、岩层产状；19、地质界线；20、正断层；21、性质不明断层；22、矿点位置及编号3 研究区地球化学特征3. 1 景观地球化学特征研究区位于祁连山草原（草甸）亚带，整体处在海拔3000米以上，气候寒冷。地形特征表现为起伏大，一般高差可达100米500米。随海拔高度的不同，植被和土壤出现明显的垂直分带，高及中山地段为冰川地貌景观，岩石裸露，碎石流非常发育，植被和土壤以中高山灌木从草甸和冻沼草甸土为主，地温低而永冻层发育，工作区大部分地段位于该带内；海拔相对较低的低山地段由于夏季气温相对较高，植被覆盖程度高，局部地段生长有针叶林，发育的土壤类型主要为草甸土和沼泽土。整个工作区沟系非常发育，基本呈均匀的羽状水系特征，适宜开展水系沉积物测量工作。由研究区气候及地理特点所决定，岩石的破碎以冰川、流水的冲刷等物理风化和酸性雪水的溶蚀分解等化学风化作用为主，有用元素迁移的营力有两个方面，一是冰辟、流水的机械冲刷等物理风化的产物经有大量腐殖酸参与下的雪水的化学分解作用，在水系中迁移的过程中，由于酸性雪水的化学分解并辅以碎屑物质的氧化溶解，形成盐类物质分散迁移的化学搬运作用，再就是古冰川对表生物质的大规模搬运、局部冰层的移动、湍急流水的冲刷等机械搬运作用在风化物质的迁移过程中也占有很重要的地位。因此，水系沉积物中有用元素异常的形成，系由矿化地质体和次生金属元素异常经物理风化及化学风化，辅助于碎屑物质氧化溶解，形成盐类分散并吸附多种动力地质作用，形成络粒子态和固相碎屑物质，经化学和机械搬运，并在物理化学环境发生变化时相变并沉淀在水系沉积物中而形成。3. 2 元素的富集和离散特征1、元素丰度特征以区内15种元素的平均值作为水系沉积物中各元素的丰度值，与全省及北祁连丰度相比较（见表3-1）。表3-1 工作区与全省水系样品有用元素含量对比表元素全省北祁连大坂山元素全省北祁连大坂山Cu182225Bi0.250.300.21Pb192022Cr4511563Zn546560.8Hg16305Au1.12.02.2Sb0.50.90.7Ag626750As10.413.98.0W1.41.72.5Ba483581332Sn2.52.52.0Mn555732983Mo0.580.811.10注：单位：10-6 Au10-9从表中可以看出：与全省相比，区内Cu、Pb、Zn、Au、W、Mo、Cr、Sb、Mn，等元素丰度偏高，而Ag、Sn、Bi、Hg、As、Ba等元素丰度偏低。与地球化学景观相似的北祁连地区相比，本区Cu、Pb、Au、W、Mo、Mn等元素相对偏高。特别要指出的是本区W、Mo、Mn的丰度明显高于全省和北祁连地区。以上特点说明：Cu、Pb、Zn、Au、W、Mo、Mn等金属元素在本区更易富集而成矿。2、元素富集离散特征图3-1 变化系数解释图区内各元素数据集的变化系数（CV1）和背景数据变化系数（CV2）分别反映两类数据集的离散程度；用CV1/ CV2反映背景拟合处理时对离散时对离散值（特高值、特低值）削平程度。利用CV1和CV1/ CV2（主要反映物高值削平程度）制作变化系数解释图（见图3-1），从中可以看出如下特点：a.含量变化很大、高强数据很多、富集成矿可能性很大的元素有Au。b.通过标准化方差恒量工作区元素的离散程度，Cu、Pb、Zn、Au、W等元素的局部化富集或离异化倾向相对较大，表明这些元素的物质来源丰富、离异程度较高、有富集成矿的可能性；c.工作区中具有高背景特征和离散程度较高的元素中已有成矿事实的为Cu、Pb、Zn、Au、W、Bi、Sb等，它们或为主成矿元素，或与主成矿元素共生及伴生，构成工作区的主要成矿元素组合类型；d. Ag、Sn、As、Hg等元素丰度偏低，且标准化方差所反映出的离散程度较低，表现出这些元素的均匀化程度较高，因此，独立成矿的可能性比较小。3、元素组合特征前面初步讨论了元素的富集和离散特征，并在此基础上讨论了元素在本区的成矿潜力。由于各元素间有着千丝万缕的联系，我们试图用聚类分析和因子分析来判别它们的亲疏关系，从而揭示某些地质信息。用全区9981件1：5万水系沉积物样品15种元素的原始数据做因子分析，从相关造成矩阵求得特征根和累积百分比列于表3-2，从中可知，前9个特征根代表的方差已占总方差的67.36%，因此视这6个因子为主要因子，并将其初因子作“方差最大”正交旋转，得到旋转后因子模型（表3-3），以因子载荷绝对值0.4的元素为该因子主要载荷元素，得出因子结构式。得用旋转后因子得分制作因子计量图（图3-2）。表3-2 因子解释变量总方差特征因子最终因子解特征特征根方差百分比累计方差百分比12.23514.89914.89922.07513.83128.73031.75011.66440.39441.71411.43051.82451.2528.34860.17261.0797.19167.363表3-3 旋转后因子载荷矩阵元素因 子123456Mn.712.065-.047.039.014-.150As.708.178.295.173-.043.174Sb.662.180.283.034-.041.557Cr.143.848-.048-.061.060-.020Cu.423.679.206.026.443.049Sn-.204.201.070.599-.196.031Zn.411.563.287.111.486.024Au.160.027.730.004-.056-.050Ag.010.042.723.180.085.012Pb.531.214.449.216.403.006W.052.019.122.778.053.025Bi.136.207.456.654.154.013Mo.428-.232-.215.552-.028-.064Ba.070-.104-.008-.062.899-.041Hg.044-.007-.062.006.050.941根据因子分析的基本原理，可以认为这6个因子分别代表了工作区中6种元素共生或伴生组合类型，分别为：F1因子： Mn0.712As0.708 9Sb0.662Pb0.531(伴生元素)；F2因子： Cr0.848Cu0.679Zn0.563（多金属矿化）；F3因子：Au0.730Ag0.723（金银矿化）；F4因子W0.778Bi0.654Sn0.599Mo0.552（高温热液）；F5因子Ba0.899（指示元素）；F6因子Hg0.941（指示元素）。图3-2 因子得分计量图F2和F3因子为该区主要矿化因子，说明区内存在较强的热液成矿作用，已有的成矿事实（红沟铜矿、上多拉金矿、松树南沟金矿、中南沟铅锌矿）和异常检查中发现了多处Cu、Pb、Zn矿（化）体证明了这一点。Au、Cu、Zn、Pb、Sb等元素地球化学异常的整体形态与该区沿北西向构造带展布的细碧角斑岩为主的奥陶系地层的分布形态相当吻合，说明矿化与上奥陶地层有关。另外，F3因子还反映了金元素本身离散的特性。F1因子作为伴生元素与F2和F3关系密切。F4为区内另一重要矿化因子，反映了与侵入于前寒武系中深变质岩建造中的中酸性岩体有关的中高温岩浆热液成矿作用，主要的成矿元素为W、Mo等。空间位置上主要分布于扎麻图岩体北部与刚可里岩体的北侧。是区内最主要的Sn、W、Bi、Mo元素地球化学综合异常赋存地段；F5因子和F6因子可解释为F2、F3、F4因子的探途元素，且在局部地段指示了细碧角斑岩建造中存在中低温热液成矿作用。因子分析提取了各元素对区内地球化学变差的贡献，但各元素间的亲疏关系不明，利用原始数据估聚类分析反映各元素之间的亲疏关系，研究各因子分配情况，以发现其它的地质信息。按显著性水平0.01 相关系数0.25时，可将15个元素分为5个类群（图3-3）：图3-3 15元素聚类分析谱系图第1类群 W-Mo-Sn揭示了F4因子各元素之间的共生组合关系非常密切，显示出扎麻图岩体北部与刚可里岩体中W、Mo、Sn的成矿专属性；第2类群 Pb-Bi-As-Sb-Cu-Zn-Cr 反映了F1、F2因子所代表的元素组合为工作区中最主要的成矿元素组合；第3类群 Au-Ag 与其它类群相关性弱，反映出工作区中Au、Ag两元素是在相对独立的成矿阶段、特定的地球化学环境中聚集成矿，在F3因子的元素组合中是主要的成矿元素，而Pb、Bi、Cu等则在Au、Ag的主成矿阶段的前或后期聚集，做为伴生元素组成F3因子的元素组合；Hg及Ba元素2个类群与其它类群的相关性均很弱，在各因子中均为伴生组份或外带指示元素。 4、各地质单元中元素分布特征以上讨论初步阐述了本区各元素的分散、富集等分布分配特征和元素间的相关性。下面以区内主要出露的地质体为单元统计各参数特征，结合地球化学图等基本图件中所反映的信息以及区内岩石测量结果和本区异常查证成果来讨论元素在各地质单元的分布特征，以期揭示区内主要地质体的地球化学特征并探讨找矿方向。 不同地质单元的元素的分布特征（表3-1、表3-2）表3-1 大坂山地区各时代地层元素含量统计表名称元 素 含 量CuPbZnAgCrNiCoVSnZnMn上第三系19.2212.8434.6313.122.9325.6白垩系10.51089.0